Основы сварочного дела

Сварка меди и ее сплавов

Медь получила большое примене­ние в технике благодаря высокой элек­тропроводности и теплопроводности, а также хорошей химической стойко­сти. При дуговой сварке меди сле­дует учесть, что теплопроводность меди примерно в шесть раз больше теплопроводности железа. При темпе­ратуре 500...600 °С медь приобретает хрупкость, а при 700...800 °С проч­ность меди настолько снижается, что уже при легких ударах образу­ются трещины. Плавится медь при температуре 1083 °С.

Свариваемость меди в значитель­ной степени зависит от наличия в ме­талле различных примесей: висмута, свинца, сурьмы, мышьяка. Чистая электролитическая медь обладает на­илучшей свариваемостью. Расплав­ленная медь легко окисляется, обра­зуя оксид меди СигО(/), и легко поглощает водород и оксид угле­рода. При охлаждении в объеме ме­талла выделяются пузырьки паров воды и углекислого газа, которые не растворяются в - меди. Эти газы, расширяясь, создают большое внут­реннее давление и приводят к образо­ванию мелких межкристаллитиых тре­щин. Это явление получило название водородной болезни меди. Сварку меди и ее сплавов производят только

ВЖИЖИЄМПОЛОЖЄПКИ шш яри очень ы$клщ углах - наклона.

Ручная дуговая сварка меди щ~ поляяется плавящимся или неплйвя - иІцмся электродом. ТІ рй сварке угол ь- ныи или графитовым электродом а качестве присадочного материала применяют rtрутки из меди марки МТ, прутки, из бронзы БрОФ6,5-0,15, і ату ни ЛК62-0.5 или медные марки MGpl <1% Ag).

Для предохранения меди, от окис­ления и улучшения процесса свар­ки применяют флюсы, которые на­носят на разделку шва м на присадочные прутки. Флюсы применя­ют следующих составов; 1) буры про­каленной - 68%, кислого фосфорно­кислого натрия.--- I5%, кремниевой кислоты — 15%, ; древесногр угля — 2%; 2^буры прокаленной —50%, ки­слого ' фосфорнокислого натрия'-— 15%, кремниевой кислоты — 15%, древесного угля — 20%v Можно также Применять ТОЛЬКО буру, но лучше с присадкой,4...6% металлического магния.

Листы ТОЛЩИНОЙ, до 4 мм можно сваривать с отбортоякой без приса­дочного металла, а более 4 мм — CQ • скосом кромок под утлом

35.. .45°. Сборка под сварку должна обеспечить минимальные зазоры (до 0,5 мм)-» чтобы предупредить про­текание расплавленного металла шва. Рекомендуется также использовать подкладки из графита, асбеста или керамики. По корцам шва следует сделать формовку. Сварку производят постоянным током прямой полярности. Длина дуги должна составлять 10„.13- мм, напряжение 45...60 В. Сварку ведут со скоростью не менее ОД...0,3 м/мин н при возможности за один проход.

Режимы сварки угольным электро­дом зависят от толщины сварива­емых кромок. При толщине листов до 4 мм используют? угольные элек­троды диаметром 4...'б мм, а сварочный ток выбирают в пределах

140.. .320 А. При толщине листов более' 4 мм применяют электроды диаметром 8... 10 мм при свароч­ном токе 350...550 А. После сварки металл шка проковывают <тонкие ЛИСТЫ--.:-- « ХОлОДйЬМ, $ тол­стые — в - нагретом до температуры

200.. .350 ч€. состоянии). Для повы­шения вязкости металла шов под­вергают отжигу с нагревом до температуры 500...550 °С и. быстрым охлаждением в воде.

При сварке металлическим элек­тродом подготовка кромок и обработ* ка шва производится так же, как и ври сварке угольным электродом. Метал­лические Электроды изготовляют из меди марки Ml. Покрытие, рекомен­дуемое заводом «Комсомолец», имееї следующий состав (в%): ферромар­ганца — 50, ферросилиция (75%-но­го) — 8, полевого шпата — 12, плави­кового шпата — 10, жидкого стекла — 20. Х°лщина покрытия — 0,4 км,.

Применяют также электроды мгц»,- ки ЭТ Балтийского завода со стержНвМі из бронзы БрКМцЗ-1 и покрытием следующего состава (в. %): марганцем вой руды —• 17,5, ферросилиция (75%- ното) — 32, плавикового ціпята — 32, графита серебристого — 16 к алю­миния — 2,5.' Связующим йеществЬм является жидкое стёрло. Покрытие наносят на стержень, дваметрш*

4.. .6 мм слоем толщиной... ОДл 0,3 мм.. Сварку вынотйщбт возможно короткой дугой на постоянном тоне обратной. полярности. Сварочный. ток определяют из расчета’50. .60 А «й I мм диаметра электрода.

Сварку меди в щщитных газах вы­полняют угольным или вольфрамовым электродом на. постоянном токе пря­мой полярности. Защитными газами служат аргон, грдий или азот. Приса­дочную проволоку применяют марки Ml или БрКМцЗ-!.

Автоматическую сварку меди про­изводят, под флюсом ОСЦ-45, ЛН - 348-А или АН-20 проволокой диамет­ром 1,6...4 мм марки. АН иди БрКМцЗ-1. Напряжение — 38.,.40 В сварочный ток - 100 А на. 1 мм диаметра прбволоки. Ток — постоян­ный, обратной полярности. Скорость сварки 15...25 м/ч. Листа толщиной более 8 мм требуют предваритель­ного нагрева. После сварки Произ­водится обычная обработка щвр.

При тазовой сваркг следует учиты­вать высокуюбгешгопооводндсть жеди я поэтоиу для'Сварю* требуется пла­мя повышенной мощности. Для листов ТОЛЩИНОЙ ДО 10 МК уДвЛЬНЯЯ мощность пламени должна быть равна 150 л/(ч-ми), а для листов толщи­ной свыше!0 мм — 200 д/(ч-мм). Ре комеидуетея производить сварку одно - времеяно двумя горелками: одна для подогрева свариваемых кромок с удельной мощностью 150... 200 я/(ч*мм) и вторая — для сварки с удельной мощностью 100 л/(к-мм). Для уменьшения отвода тея/щты изделщг закрывают листовим ас­бестом. Пламя должно быть строго нормальным. Избыток ацетилена вы­зывает появление пор и трещин, я избыток кислорода приводит к окйслених: металла шва - Мундштук горелки устанавливают под углом 80.90° Нагрев и плевку меди •производят восстановительной зоной пламени. Сварку производят быстро, без перерывов, в один проход. В процессе спаркй подогретый ковец Присадочного прутка периодически об­макивают во флюс и таким образом переносят налипший флюс ь свароч ную валку. Для получении мелкозер­нистой структуры к уплотнения метал­ла производят прокоаку шва. Металл толщиной До S мм, проковывают е холодном состоянии, а при большой толщине — в горячем состоянии при температуре 200...300 °G. После про­ковки следует произвести отжиг о нагревом до 500...550 °С и охлаж­дением в воде При этом шов по­лучается более пластичным.

Латунь — сплар меди с цинком Сэарвнают всеми способами, указан­ными выше для меди. Основное Затруднение при сварке латуни свята ТО с кипением и интенсивным испаре­нием цинка, нары которого в воздухе Образуют ядовитые оксиды.

При сварке латуни угольным элек­тродом применяют присадочные поут щш из латуни ЛМд58*2 н флюс из полотого борного шлака или буры. Применяют также прутки из латуни тяла ДК, содержащей кроме меди и щника еще и кремний.

При сварке влавящимся электро­дом применяют проволоку из латуни,

содержащей цинка 38,5...42,5%, мар­ганца 4...5%, алюминия 9,5%, железа 0,5...1,5% {остальное медь). По­крытие наносят в два слоя. Первый слой толщиной 0,2...0,3 мм состоит из марганцевой руды (30%), титано­вого концентрата (80%), ферромар­ганца (15%), мела (20%) и серно­кислого дали;; (5%). Связующим веществом является жидко: стекло. Второй слой толщиной 0,8...1,1 мм со­стоит из борного шлака, замешанного на жидком стекле

Автоматическая сварка латунных изделий производится электродной проволокой марки Ml иод флюсом АН-348-А или ОСЦ-45 с добавкой 10 мае. ч. борной '.«слоты к 20 мае. ч. кальцинированной соды на 100 мае. ч. флюса. Сварка ведется постоянным током прямой полярности. Напряже­ние тока 38...42 В. Сварочный ток «при диаметре проволоки 2 мм составляет 300...480 А.

Латунь прк газовой сварке нор­мальным пламенем выделяет пары цинка, в результате чего шов получается пористым. Поэтому приме­няют - пламя с избытком кислорода (до 30 :40%). Избыток кислорода окисляет часть цийка. Образующаяся на поверхности сварочной ванны оксидная пленка защищает расплав­ленный металл от дальнейшего окисле­ния. Свариваемые кромки зачищают до металлического блеска. Оксиды удаляют травлением 10%-ным вод­ным раетворрм азотной кислоты с последующей промывкой горячей водой и протиркой насухо. Удельная мощность пламени 100...150 л/(ч-мм). Мундштук горелки устанавливают под углом 80...90', а присадочный пруток — под углом 80е к мундштуку горелки. Чтобы не допустить ин­тенсивного окислений, сварку произ­водят быстро, без перерывов, в один проход Расстояние от ядра пламейи Зо ванны — 7. ,10 мм. Латунь толщи­ной более 15 мм рекомендуется предварительно нагревать до 500.. 550 °С. После сварки шов проко­вывают. Если латунь содержит меди более 60%, проковку шва произво­дят в холодном состоянии. Если же в латуни меди менее 60%, то швы про­ковывают при температуре 700 °С. После проковки швы подвергают от­жигу при температуре 600...650 °С с последующим медленным охлажде­нием. Получаются пластичные швы с мелкозернистой структурой.

Бронза — сплав меди с оловом, алюминием, кремнием, марганцем, цинком и свинцом. При сварке угольным электродом оловянистых бронз в качестве присадочного ма­териала применяют прутки из сплава, содержащего 95...96% меди, 3.... 4% кремния, 0,25% фосфора. Флюс — прокаленная бура или борный шлак. При сварке специальных бронз при­меняют прутки, изготовленные из бронз свариваемых марок или близ­ких им по химическому составу. Ток постоянный, прямой полярности. Сварку металлическим электродом фосфористой бронзы выполняют прут­ками следующего состава: 10...

12% олова, 0,15...0,45% фосфора, остальное — медь. Для свинцовых бронз применяют прутки из сплава, содержащего 21% свинца, 8% олова, 1,5% цинка, остальное — меда. Прут­ки покрывают различными защитными покрытиями Ток постоянный, обрат­ной полярности. При диаметре прутка

6.. .8 we сварочный ток составляет 20Ои.380 А. Рекомендуется предва­рительный нагрев свариваемых де­талей до температуры 250...300 °С. Допускается легкая проковка свар­ного шва для улучшения качества наплавленного металла.

Бронза имеет различные примеси, которые при сварке легко выгорают, вследствие чего образуется пористый шов. Поэтому газовую сварку бронзы производят нормальным пламенем. Удельная мощность горелки — 100... 150 л/(ч-мм). Свариваемые кромки подготавливают так же, как и при сварке меди. Сварку ведут возмож­но быстро, без перерывов, в один про­ход. Конец ядра пламени должен быть на расстоянии 7... 10 мм от поверхно­сти сварочной ванны. Как и при сварке меди, допускается применение второй подогревающей горелки удельной мощностью 100 л/(ч-мм). После сварки изделие нагревают до температуры 400...450 °С и затем ох­лаждают в воде.